大型橋梁健康監(jiān)測概念與監(jiān)測系統(tǒng)設計(doc15)-經(jīng)營管理(編輯修改稿)
2025-09-20 12:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的反思，它還可能并應該成為橋梁研究的 現(xiàn)場實驗室 。盡管橋梁抗風、抗震領域的研究成果以及新材料新工藝的出現(xiàn)不斷推動著橋梁的發(fā)展，但是，大跨度橋梁的設計中還存在很多未知和假定，超大跨度橋梁的設計也有許多問題需要研究 。同時，橋梁結(jié)構控制與健康評估技術的深入研究與開發(fā)也需要結(jié)構現(xiàn)場試驗與調(diào)查。橋梁健康監(jiān)測為橋梁工程中的未知問題和超大跨度橋梁的研究提供了新的契機。由運營中的橋梁結(jié)構及其環(huán)境所獲得的信息不僅是理論研究和實驗室調(diào)查的補充，而且可以提供有關結(jié)構行為與環(huán)境規(guī)律的最真實的信息。另外，橋梁振動控制與健康評估技術的開發(fā)與應用性也需要現(xiàn)場試驗與調(diào)查。 7 綜上所述，大型橋梁健康監(jiān)測不只是傳統(tǒng)的橋梁檢測加結(jié)構評估新技術，而是被賦予了結(jié)構監(jiān)控與評估、設計驗證和研究與發(fā)展三方面的意義（圖 1）。 三、健康監(jiān)測系統(tǒng)設計 1．監(jiān)測系統(tǒng)設計準則 從表 1給出的兩座大型橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的測點布置情況可以看出，兩個監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測項目與規(guī)模存在很大差異。這種差異除了橋型和橋位環(huán)境因素外，主要是因為對各監(jiān)測系統(tǒng)的投資額和（或）建立各個系統(tǒng)的目的（或者說是對系統(tǒng)的功能要求）不同。 8 因此，橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的設計實際上有意或無意地遵循著某些準則。 顯然，監(jiān)測系統(tǒng)的設計應該首先考慮建立該系統(tǒng)的目的和功能。上節(jié)所述的橋梁健康監(jiān)測三方面的意義也正是橋梁健康監(jiān)測的目的和功能所在。對于特定的橋梁，建立健康監(jiān)測系統(tǒng)的目的可以是橋梁監(jiān)控與評估，或是設計驗證，甚至以研究發(fā)展為目的；也可以是三者之二甚至全部。一旦建立系統(tǒng)的目的確定，系統(tǒng)的監(jiān)測項目就可以基本上確定。另外， 監(jiān)測系統(tǒng)中各監(jiān)測項目的規(guī)模以及所采用的傳感儀器和通信設備等的確定需要考慮投資的限度。因此在設計監(jiān)測系統(tǒng)時必須對監(jiān)測系統(tǒng)方案進行成本一效益分析。成本 效益分析是建立高效、合理的監(jiān)測系統(tǒng)的前提。 根據(jù)功能要求和成本一效益分析可以將監(jiān)測項目和測點數(shù)設 9 計到所需的范圍，可以最優(yōu)化地選擇并安裝系統(tǒng)硬件設施。因此，功能要求和效益 成本分析是設計橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的兩大準則。 2．監(jiān)測項目 不同的功能目標所要求的監(jiān)測項目不盡相同。絕大多數(shù)大跨度橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測項目都是從結(jié)構監(jiān)控與評估出發(fā)的，個別也兼顧結(jié)構設計驗證甚至部分監(jiān) 測項目以橋梁問題的研究為目的 [5]。文獻 ［ 12］ 通過對國內(nèi)多座運營中的斜拉橋進行大量病害調(diào)查與檢測分析，提出了用于斜拉橋狀態(tài)監(jiān)控與評估的頗具代表性的監(jiān)測項目。 如果監(jiān)測系統(tǒng)考慮具有結(jié)構設計驗證的功能，那就要獲得較多結(jié)構系統(tǒng)識別所須要的信息。因此，對于大跨度余支承橋梁，須要較多的傳感器布置于橋塔、加勁梁以及纜索 /拉索各部位，以獲得較為詳細的結(jié)構動力行為并驗證結(jié)構設計時的動力分析模型和響應預測。另外，在支座、擋塊以及某些連結(jié)部位須安設傳感器拾取反映其傳力、約束狀況等的信息。 目前，某些監(jiān)測系統(tǒng)以開發(fā)結(jié)構整體性與 安全性評估技術為目的之一。結(jié)合橋梁問題研究的監(jiān)測系統(tǒng)雖不多見，但有些系統(tǒng)也有監(jiān)測項目是專為研究服務的。與理論研究相關的監(jiān)測項目可以根據(jù)待研究問題的性質(zhì)來確定。從目前橋梁工程的發(fā)展狀況看，以下幾方面的問題可以借助橋梁健康監(jiān)測進行深入研究或論證。 10 抗風方面：包括風場特性觀測、結(jié)構在自然風場中的行為以及抗風穩(wěn)定性。 抗震方面：包括研究各種場地地面運動的空間與時間變化、
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